CN107272609A - 建筑物自动化系统中的故障传播 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑物自动化系统中的故障传播。本文描述了用于建筑物自动化系统(102)的故障传播的方法、装置和系统。所述装置包括存储器(334);以及处理器(332),其被配置成执行存储在存储器(334)中的可执行指令以用于:接收与建筑物自动化系统(102)中发生的故障相关联的输入;使用针对建筑物自动化系统(102)的故障规则(104)以及与建筑物自动化系统(102)相关联的建筑物信息模型(106)中的因果关系(108),执行该故障的故障传播;以及使用该故障的故障传播,生成关于建筑物自动化系统(102)的故障输出(112)。
Description
技术领域
本公开涉及建筑物自动化系统中的故障传播用的方法,装置,与系统。
技术背景
建筑物自动化系统可为复杂的分布系统。例如,建筑物自动化系统可包括设备的多个不同部件,其还可包括与该建筑物自动化系统相关联的系统变量。作为具体的例子,建筑物自动化系统可包括加热,通风,和空气调节(HAVC)设备中的不同部件,以及其他设备,比如,传感器、操作面板、控制器、致动器等。另外,系统变量可包括与建筑物和建筑物自动化系统(包括HVAC设备的不同部件)有关的各种变量。
检测建筑物自动化系统中的故障以便保持该建筑物自动化系统的功能,对于下述的方面是重要的:给由该建筑物自动化系统所服务区域的居民提供舒适环境,防止该建筑物自动化受到由所检测到的故障造成的进一步的损害,和/或避免该建筑物自动化系统的将导致较高能耗的非高效的操作。例如,通过建筑物自动化系统所服务的建筑物中的居民的舒适性可以是该建筑物自动化系统的功能的直接结果,并且在建筑物自动化系统的组件(比如,设备,和/或控制策略)发生故障的情况下,居民的舒适性可能快速地损失。
故障检测和诊断可有助于快速地确定建筑物自动化系统的故障。例如,故障检测和诊断可帮助该建筑物自动化系统的用户,比如,工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员、和/或系统(例如,建筑物管理系统),以快速地检测建筑物自动化系统中的故障,并且制定该故障的修理计划。
附图说明
图1为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的列举性系统。
图2为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的设备的示意性方框图。
图3为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的计算装置的示意性方框图。
具体实施方式
在这里,描述建筑物自动化系统中的故障传播的方法、装置和系统。例如,一个或多个实施方式包括存储器,处理器,该处理器被配置成:执行存储于该存储器中的可执行指令,以便接收与在该建筑物自动化系统中发生的故障相关联的输入;使用该建筑物自动化系统的故障规则,和与该建筑物自动化系统相关联的建筑物信息模型中的因果关系,执行该故障的故障传播;并使用所述故障的故障传播,产生关于建筑物自动化系统的故障输出。
故障检测和诊断可帮助用户和/或系统(比如,建筑物管理系统)识别在建筑物自动化系统中已发生的故障。例如,可确定HVAC设备的某一部件内的故障和/或控制策略内的故障,并且可通过工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员对该故障进行检修(例如,修理)。
然而,故障检测和诊断或许不能够确定与该建筑物自动化系统相关联的其他设备上的HVAC设备的部件内的故障的结果。在一些例子中,HVAC设备的部件内的故障或控制策略内的故障可以传播给其他的设备或控制策略,例如,影响下游设备。在一些例子中,设备的部件内的故障或控制策略内的故障可以不传播给其他的设备或控制策略。
此外,故障检测和诊断或许不能够基于在建筑物自动化系统中发生的异常行为,确定该异常行为的根本原因。例如,区域可能出于多个不同的理由(例如,暖气片已停止工作,AHU的冷却线圈的阀被卡住为打开状态(stuck open),暖气片阀被卡住为关闭状态,热水泵已停止工作,和/或锅炉已停止工作等)而变得过冷。故障检测和诊断或许不能够确定该过冷区域的所述异常行为的根本原因。
理解设备的部件和/或控制策略中的故障的结果,并且确定在该建筑物自动化系统中发生的异常行为的根本原因,可有助于确定对故障所适宜的反应。例如,设备的部件和/或控制策略中的故障可以要求维护,配置或更换上游设备。然而,用户可能需要该建筑物自动化系统的复杂的知识,以便确定如何对故障进行高效地反应。
在下面的详细描述中,参照形成该描述的一部分的附图。所述附图通过图示方式示出本公开的一个或多个实施方式可如何实施。
这些实施方式被足够详细地描述,以便使本领域的技术人员能够实施本公开的一个或多个实施方式。应理解到,可使用其他的实施方式,并且在不脱离本公开的范围的情况下,可修改过程,电气和/或结构。
如将认识到的,可添加,更换,组合和/或删除在这里的各种实施方式所示出的元件,以便提供本公开的多个附加的实施方式。在附图中提供的元件的比例和相对尺度旨于图示本公开的实施方式,并且不应当以限定的意义来理解。
在这里的附图遵循编号惯例,其中,最前面的一个或多个数字与附图标号相对应,并且剩余的数字标识附图中的元件或组件。
如在这里所使用的那样,“一个”或者“多个”某事物可指一个或多个这种事物。例如,“多个根本原因”可指一个或多个根本原因。
图1为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的系统。如图1所示,该系统100可包括建筑物自动化系统102,计算装置110,建筑物信息模型106,故障规则104,故障输出112。建筑物信息模型106可包括因果关系108。计算装置110可包括用户界面111。
计算装置110可接收与在建筑物自动化系统102中发生的故障相关联的输入。与该故障相关联的输入可由计算装置110从用户和/或建筑物自动化系统102接收。如在这里所使用的那样,用户可为与建筑物自动化系统102相关联的人员。例如,用户可为工程师,建筑物管理人员,和/或其他服务人员等。
如在这里所使用的那样,建筑物自动化系统指的是设备的系统,该系统可包括中央设备和分散设备。该建筑物自动化系统可包括系统变量,该系统变量可包括与不同的中央和分散设备相关的,或与建筑物的房间和/或区域相关的各种变量。在一些例子中,该中央设备可包括不同的设备(plant),比如,锅炉,冷却器,空气处理机构(AHU),屋顶机构(RTU),和/或可变化的空气体积(VAV)系统和控制装置等。在一些例子中,该分散设备可包括传感器、操作面板、控制器、致动器、风扇、泵、阀、和/或暖气片等。在一些例子中,该系统变量可包括区域空气温度、热水供给质量流、风扇速度、暖气片阀位置等。
虽然将传感器、操作面板、控制器、致动器、风扇、泵、阀、和/或暖气片描述为分散设备,但是本公开的实施方式并非这样地限定。例如,传感器、操作面板、控制器、致动器、风扇、泵、阀,和/或暖气片可为中央设备的部分和/或组件。
虽然将系统变量描述为包括区域空气温度、热水供给质量流、风扇速度、暖气片阀位置,但是本公开的实施方式并非这样地限定。例如,系统变量可包括与中央和/或分散设备,或与建筑物的房间和/或区域相关的其他变量。
如在这里所使用的那样,故障可包括发生从而导致设备的部件或控制策略不适当地运行,或导致建筑物自动化系统102所服务的建筑物,或建筑物的区域中的异常行为的事件。在一些例子中,故障可包括设备的部件发生故障。在一些例子中,故障可包括设备的部件的组件停止正确地允许。在一些例子中,故障可包括设备的部件和/或区域的异常行为。
虽然将故障描述为包括设备发生故障和异常行为,但是本公开的实施方式并非这样地限定。例如,故障可包括导致设备或控制策略的不适当地运行的任何其他事件,和/或导致在由建筑物自动化系统102所服务的建筑物中发生异常行为的任何其他事件。
在一些实施方式中,与该故障相关联的输入可包括由计算装置110从用户接收的、在建筑物自动化系统102中发生的异常行为的观察。例如,该用户可观察要通过建筑物自动化系统102加热的区域的温度低于该区域的设定点温度。该用户可意识到该区域的温度过低(例如,62°F),这可为针对具有应该较高(例如,72°F)的温度设定点的房间的异常行为。如将在这里进一步描述的那样(例如,结合图2),异常行为的观察可经由用户界面111由计算装置110从用户接收,并且计算装置110可执行故障传播(例如,向后故障传播),以便确定该区域内的异常行为的根本原因。
在一些实施方式中,与该故障相关联的输入可包括来自建筑物自动化系统102而由计算装置110接收的、在建筑物自动化系统102中发生的异常行为的观察。在一些例子中,计算装置110可使用故障检测和诊断(FDD)算法来确定在建筑物自动化系统102中发生的异常行为。例如,通过建筑物自动化系统102加热的区域中的建筑物自动化系统102的温度传感器可指示该区域的温度为62°F。计算装置110可确定该区域的温度(例如,62°F)比该区域的设定点温度(例如,72°F)低。如将在这里进一步描述的那样(例如,结合图2),异常行为的观察可从建筑物自动化系统102经由应用编程界面(API),或经由有线或无线网络接收,并且计算装置110可执行故障传播(例如,向后故障传播),以便确定该区域中的异常行为的根本原因。
该有线或无线网络可为将建筑物自动化系统102与计算装置110连接的网络关系。这样的网络关系的例子除了网络关系的其他类型之外可包括:局域网络(LAN),广域网络(WAN),个人区域网络(PAN)、分布式计算环境(例如,云计算环境)、存储区域网络(SAN)、大城市区域网络(MAN)、蜂窝通信网络,和/或互联网。
在一些实施方式中,与该故障相关联的输入可包括通过计算装置110从用户接收的与建筑物自动化系统102相关联的故障。该故障可比如为,与建筑物自动化系统102相关联的设备的故障。例如,用户可确定锅炉,或锅炉的组件(比如,燃烧器,阀,控制器等)已发生故障。如将在这里进一步描述的那样(例如,结合图2),与建筑物自动化系统102相关联的设备的故障可经由用户界面111通过计算装置110从用户接收,并且计算装置110可执行故障传播(例如,向前故障传播),以便确定该故障对建筑物自动化系统102的其余部分的影响。
在一些实施方式中,与该故障相关联的输入可包括由计算装置110从建筑物自动化系统102接收的、与建筑物自动化系统102相关联的故障。该故障可比如为,与建筑物自动化系统102相关联的设备的故障。例如,与建筑物自动化系统102相关联的锅炉的压强传感器可指示压强对于该锅炉适当地运行来说过低。如将在这里进一步描述的那样,设备的故障可通过应用编程界面(API),或通过有线或无线网络从建筑物自动化系统102接收,并且计算装置110可执行故障传播(例如,向前故障传播),以便确定该故障对建筑物自动化系统102的其余部分的影响。
计算装置110可使用建筑物自动化系统102的故障规则104、因果关系108、以及与建筑物自动化系统102相关联的建筑物信息模型106执行故障的故障传播。如将在这里进一步描述的那样,故障传播可用于快速地确定建筑物自动化系统102中的异常行为的可能的根本原因,和/或识别故障对建筑物自动化系统102的其余部分的影响。
如在这里所使用的那样,建筑物信息模型可包括与通过建筑物自动化系统102管理的建筑物相关联的建筑物信息建模数据。该建筑物信息建模数据可包括与建筑物的组件(例如,控制组件)、设备、装置、网络(例如,控制网络)、区域、空间、区和/或特性相关联的数据(例如,数量、特性,和/或状态)。例如,该建筑物信息建模数据可包括与建筑物相关联的建筑、机械、电气、水暖工程、卫生、火灾、几何,和/或空间(例如,空间关系)的信息。
例如,除了其他类型的建筑物信息建模数据之外,建筑物信息模型106可包括建筑物的地板平面(例如,建筑布局,比如,区域,地板和/或房间布局)和(例如,位于和/或用于)建筑物中的HVAC装置(例如,HVAC设备)。除了其他的HVAC装置之外,该建筑物中的HVAC装置可包括例如,(多个)冷却器(例如,冷却设备),锅炉(例如,锅炉设备)、(多个)泵、(多个)风扇、(多个)风挡(比如,可变化的空气体积(VAV)风挡)、(多个)空气处理单元(AHU)(例如,AHU设备)、(多个)线圈(比如,加热和/或冷却线圈),(多个)空气过滤器和/或(多个)冷却塔。
在一些实施方式中,建筑物信息模型106和/或因果关系108可包括由各种本体和/或通过各种本体表示。如在这里所使用的那样,本体可指针对特定域而存在的实体的类型,特性,和相互关系的限定。例如,本体可指建筑物信息模型中的设备和/或系统变量的类型,特性,和相互关系的限定。例如,建筑物信息模型106可包括各种类型(例如,HVAC设备、空气管道、房间、区域、墙、窗户),其中各种特性(例如,尺寸、数量、识别符、名称、制作厂商、热阻等),和相互关系(例如,位置、结构、能量流、质量流、信号流、控制流、布线)被限定。
在一些实施方式中,建筑物信息模型106和/或因果关系108可包括语义网络语言(例如,由语义网络语言正式化)。例如,建筑物信息模型106和/或因果关系108可包括语义网络语言,以便表达包含在建筑物信息模型106中的由各种本体所限定的知识,公理,限制,和/或规则。
在一些实施方式中,针对建筑物自动化系统102的故障规则104可通过规则语言(例如,语义网络规则语言)或询问语言(例如,SPARQL)而正式化。故障规则104可通过推理器或询问引擎在建筑物信息模型106和因果关系108上执行。
因果关系108可限定与建筑物自动化系统102相关联的设备和/或与建筑物自动化系统102相关联的系统变量之间的关系。与建筑物自动化系统102相关联的设备和/或系统变量之间的关系可为物理关系和/或逻辑关系。例如,建筑物信息模型106中的因果关系108可包括物理设备和/或与建筑物中的物理设备相关联的系统变量之间的物理和/或逻辑关系,该物理和/或逻辑关系基于例如,位置、结构、能量流、质量流、信号流、控制流、布线等。
因果关系108可包括相应的设备和/或系统变量之间的定向关系。例如,区域的空气温度可能受到几个变量影响,该变量包括不限于,向该区域供给热量的暖气片的热量增益,到该区域的供给空气温度,通过AHU而向该区域供给的供给空气的质量流,邻近区域的空气温度,和/或外侧空气的空气温度(例如,通过窗户和/或墙的热损失/输入)等。因果关系108可限定该区域空气温度与这些和其他的变量之间的关系。
因果关系108可使用与建筑物自动化系统102相关联的设备和/或与建筑物自动化系统102和建筑物信息模型106相关联的系统变量而生成。例如,可使用建筑物信息模型106中包括的本体(该本体包括建筑物信息模型106中包括的设备和/或系统变量的类型、特性、和相互关系),能够表示知识、公理、限制的语义网络语言,和/或建筑物信息模型106中包括的规则,和/或故障规则104,以便确定因果关系108。
故障规则对于不同的建筑物自动化系统来说,可以是一般性的。故障规则可为专家知识,该专家知识通过规则语言或询问语言而正式化,并且因此可重复使用。只要该建筑物信息模型106表示为本体,故障规则一般可应用于包括相关联的建筑物信息模型的任何建筑物自动化系统。如果建筑物信息模型106没有表示为本体,则该建筑物信息模型106可能需要转换以表示为本体。
故障规则104可在与该建筑物自动化系统102相关联的设备和/或系统变量中限定故障的传播路径。例如,与建筑物自动化系统102相关联的设备的故障(例如,故障状态)(例如,损坏的锅炉,受损的风扇,AHU的被卡住的加热线圈阀等)可表现为相应的变量的故障状态,并且可沿着因果关系108传播,从而影响其他的系统变量(例如,与相同或其他的设备和/或控制策略相关的数据)。在一些例子中,来自损坏的锅炉的未加热的供给水温度可影响锅炉的AHU下游的供给空气温度(例如,该AHU无法加热该供给空气),使来自AHU的供给空气温度是低的,并且阻止了该区域由该供给空气加热。
系统变量中的故障可表现成相应设备的故障。例如,故障控制策略(比如,过高的热水质量流(例如,由热水泵的控制策略故障导致)),可使AHU的下游加热线圈阀和暖气片阀的退化。
使用因果关系108和故障规则104执行该故障的故障传播可包括通过建筑物信息模型106中所包含的本体而传播该故障,该模型106限定与建筑物自动化系统102相关联的设备的多种类型,特性,和相互关系。例如,传播该故障可包括使用所述本体和语义网络语言来执行规则和逻辑或询问,从而确定该故障的根本原因,或该故障对与建筑物自动化系统102相关联的其他的设备的影像,如将结合图2而进一步描述的那样。
计算装置110可使用该故障的故障传播生成相对于建筑物自动化系统102的故障输出112。例如,故障输出112可为该故障的故障传播的结果。
故障输出112可通过计算装置110而提供给其他的系统。例如,故障输出112可提供给维护系统、调度系统、和/或其他的建筑物自动化和/或管理系统,不过本公开的实施方式并非这样地限制于上面列举的系统。另外,可经由用户界面111将该故障输出112提供给用户。该用户界面111可包括该故障输出112的显示,如将结合图2而进一步描述的那样。
故障输出112可包括该故障的根本原因。例如,响应于通过用户或通过建筑物自动化系统102观察到异常行为(例如,温度低于区域的设定点温度减去一阈值的区域),计算装置110可传播该故障(例如,异常行为的观察),以便确定该异常行为的根本原因(例如,锅炉正在发生故障,并且无法给向该区域提供空气的AHU提供热量)。该故障的根本原因可包括导致异常行为的事件和/或设备的部件。
故障输出112可包括该故障对建筑物自动化系统102的影响。例如,响应于通过用户或通过建筑物自动化系统102的设备的故障(例如,遭受了故障的锅炉),计算装置110可传播该故障(例如,该锅炉故障),以便确定该锅炉故障对建筑物自动化系统102的影响(例如,锅炉的供给水可能没有被该锅炉加热,这可进而不能够加热AHU的供给空气,其中该AHU的供给空气可进而不能够加热该区域)。
计算装置110可向用户发送包括故障输出112的警告。例如,计算装置110可向用户的移动装置发送包括故障输出112的警告。该用户可响应于接收到包括故障输出112的警告而采取多个不同的动作,如将结合图2而进一步描述的那样。
建筑物自动化系统中的故障传播可允许用户和/或系统(例如,建筑物自动化系统)使用与建筑物自动化系统相关联的故障规则、因果关系、和建筑物信息模型,快速地识别和确定建筑物自动化系统中的异常行为的根本原因。该故障规则可以是一般性的,并且可应用于包括相关联的建筑物信息模型的任何建筑物自动化系统,允许在无需限定每个建筑物的新的故障规则的情况下,针对不同的建筑物的广泛应用。
建筑物自动化系统中的故障传播可允许快速识别该故障对建筑物自动化系统的其余部分的影响。使用该知识,用户(比如,工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员)可快速制定设备的维护的计划,使维护计划优先,确定是否可能需要采取紧急行动,计算能量使用,和/或计划能量节省策略。另外,用户可将故障传播应用于包括具有相关联的建筑物信息模型的建筑物自动化系统的不同的建筑物。
图2为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的设备的示意性方框图214。如图2所示,设备间216可包括锅炉218、泵220、和空气处理单元(AHU)222。AHU 222可包括风扇224和加热线圈226。区域228可包括暖气片230。
如结合图1而在前面描述的那样,计算装置(例如,计算装置110)可接收在建筑物自动化系统(例如,建筑物自动化系统102)中发生的与故障相关联的输入,并且使用与该建筑物自动化系统的设备相关联的因果关系(例如,因果关系108)和用于该建筑物自动化系统的故障规则(例如,故障规则104),执行该故障的故障传播,其中故障规则可应用于具有相关联的建筑物信息模型的任何建筑物自动化系统,并且其中该因果关系包括在与该建筑物自动化系统相关联的建筑物信息模型(例如,建筑物信息模型106)中。该故障传播可为例如,向后的故障传播。使用该向后的故障传播,该计算装置可生成故障的多个根本原因。
如图2中所示,区域228可包括暖气片230。用户可观察区域228中的异常行为,该异常行为可包括区域228过低的温度(例如,区域228的区域空气温度低于区域228的区域空气温度的设定点减去一阈值)。计算装置可执行故障传播,以便确定区域228的区域空气温度过低(例如,异常行为)的多个根本原因。
生成故障的多个根本原因可包括使用该建筑物自动化系统的故障规则,排除多个故障中的潜在故障。例如,生成故障的多个根本原因可包括向后移动通过故障规则,排除导致异常行为的潜在故障,并且推断异常行为的其他可能的故障(例如,可能的原因)的列表(通过向后移动通过其他的附加故障规则)。
例如,区域228的区域空气温度可能过低。该计算装置可从用户或从该建筑物自动化系统接收关于区域228的区域空气温度的异常行为的输入,如结合图1而在前面描述的那样。
该计算装置可使用故障规则以排除潜在故障,从而发现区域228的区域空气温度过低的根本原因。该计算装置可确定该故障的多个潜在的根本原因。例如,除了其他的潜在根本原因之外,该故障的多个潜在的根本原因可包括通过暖气片230而没有热量增益,没有或有限的对来自AHU 222的空气供给的加热,没有来自AHU 222的供给空气质量流,非常低的外侧空气温度,和/或区域228中的窗户可能打开。
该计算装置可通过读取(多个)相应的供给空气温度传感器和多个外侧空气温度传感器以及窗户触点的测量结果而确定:来自AHU 222的供给空气满足区域228的温度设定点,该外侧空气温度不是非常低,和/或没有窗户打开。因此,该计算装置可得出结论:区域228的区域空气温度过低,不是由于没有对来自AHU 222的空气供给进行加热或对其进行有限的加热,没有来自AHU 222的供给空气质量流,非常低的外侧空气温度,和/或区域228中的窗户打开。然后,该计算装置可得出结论:区域228的区域空气温度过低是由于没有通过暖气片230的热量增益。
然后,该计算装置可确定没有通过暖气片230的热量增益的根本原因。例如,除了其他的潜在的根本原因之外,该计算装置可确定没有通过暖气片230的热量增益的根本原因可能是由来自锅炉218的未加热的供给水和/或来自泵220的无供给水质量流而造成的。
基于故障规则和该建筑物信息模型,该计算设备可基于供给适当加热的供给空气的AHU222确定存在来自锅炉218的已加热的供给水,并且存在来自泵220的供给水质量流,并且因此,排除这些潜在的根本原因。可选择地,该计算装置可通过检查相应的供给水温度传感器和供给水质量流传感器的测量结果(如果这些传感器和/或测量结果可用的话)而确认此确定有效。然后,除了其他的潜在根本原因之外,该计算装置可确定暖气片230可能具有被卡住为关闭状态的阀,和/或阀控制器损坏。
该计算装置可确定该阀控制器正在工作。通过排除其他的相关的原因,剩余的潜在的根本原因可能是暖气片230的阀被卡住为关闭状态。然后,该计算装置可推断(例如,通过排除法进行推断),该根本原因可能是暖气片的阀被卡住为关闭状态。如果阀位置测量仪可用,则该计算装置可确认此确定有效,或以其他方式通知用户检查和/或修理该阀。
因此,该计算装置可使用因果关系和向后移动通过故障规则确定:区域228的区域空气温度过低的根本原因是暖气片的阀被卡住为关闭状态,从而阻止了已加热的供给水的质量流从锅炉218和泵220进入暖气片以加热区域228。
虽然确定故障的根本原因被描述为卡住的暖气片阀,但是本公开的实施方式并非如此限制。例如,除了建筑物自动化系统的各种故障的其他的根本原因之外,该计算装置可使用故障传播确定该故障的根本原因是:AHU 222的损坏的风扇224、锅炉218的破损坏的传感器、和/或损坏的泵220和/或泵220的控制器。
一旦确定根本原因或多个根本原因,则该计算装置可发送包括根本原因或多个根本原因的警告。例如,用户(比如,工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员)可接收该警告(例如,在用户的移动装置处),该警告包括该故障的根本原因或多个根本原因。
用户可以按许多方式使用包括故障的根本原因的警告。在一些实施方式中,用户可创建待检查的设备的检查列表,以便确定(fix)故障。在一些实施方式中,用户可制定与该建筑物自动化系统相关联的设备的维护的计划。在一些实施方式中,用户可基于该故障的严重性,使各种维护项目优先。
如结合图1而在前面描述的那样,计算装置可接收与在建筑物自动化系统中发生的故障相关联的输入,并且使用建筑物信息模型执行该故障的故障传播,该建筑物信息模型具有与该建筑物自动化系统相关联的因果关系和用于该建筑物自动化系统的故障规则。该故障传播可为例如,向前故障传播。使用该向前故障传播,该计算装置可生成该故障对该建筑物自动化系统的多个影响。
用户可观察关于设备间216中的锅炉218的故障,该故障可以包括锅炉218正在以某方式损坏。该计算装置可执行故障传播,以便确定已损坏的锅炉(例如,故障)对该建筑物自动化系统的其余部分可能具有的多个影响。
生成故障的多个影响可包括使用建筑物信息模型中的因果关系,推断该故障对建筑物自动化系统和/或对与该建筑物自动化系统相关联的设备的影响。例如,该计算装置可确定由故障导致的对该建筑物自动化系统的可能影响的列表。该计算装置可使用该故障,并且使用故障规则向前移动通过因果关系,并且确定该故障可对该建筑物自动化系统造成的可能影响的列表。
例如,可确定该锅炉218具有故障(例如,其被损坏)。该计算装置可从用户或从该建筑物自动化系统接收关于锅炉故障的输入,如结合图1而在前面描述的那样。
该计算装置可使用建筑物信息模型、因果关系、故障规则来确定由锅炉故障导致的对该建筑物自动化系统的可能影响的列表。该计算装置可基于锅炉故障而确定可能存在未加热的供给水到达AHU 222的加热线圈226和/或区域228的暖气片230。
作为未加热的供给水到达加热线圈226的结果,移动通过AHU 222的空气可能未被加热,并且因此可能存在来自AHU 222的供给空气的不适合的温度控制。作为加热的供给水到达230的结果,可能不存在暖气片230处的热量增益,并且不存在暖气片230的热量增益的适合的控制。这些场合中的二者的结果可以导致区域228的区域空气温度低于区域228的温度设定点(如果区域228需要加热的话)。
确定故障的多个影响除了不可避免的故障结果(例如,损坏的锅炉)之外可包括可能的故障结果(例如,可能发生但也可能不发生的结果)。例如,故障可包括锅炉218退化但是没有损坏。作为锅炉218退化的结果,锅炉218或许能够部分地加热其运输介质(例如,水)。例如,可以不将向暖气片230的供给水加热到所要求的温度。向暖气片230的较低温度的供给水可造成区域228被加热,但是未达到设定点温度。
生成故障的多个影响可包括通过使设备的不同的可能故障状态和/或与该设备相关联的系统变量优先而排除相冲突的故障。例如,由故障形成的多个影响可包括不相关(disjointed)的故障状态,比如,向暖气片230的未加热的供给水和向暖气片230的限制加热的供给水。但是,由于该故障是不相关的(例如,向暖气片230的未加热的供给水和向暖气片230的限制加热的供给水不可能在相同时间而发生),故必须解决该冲突。
在一些实施方式中,该不相关的故障可通过向不相关的故障状态中的每个分配优先级来解决。例如,与向暖气片230的限制加热的供给水相比,向暖气片230的未加热的水供给可分配较高的优先级。基于向暖气片230的未加热的水供给具有高于向暖气片230的限制加热的供给水的优先级,可排除向暖气片230的限制加热的供给水。
在一些实施方式中,该不相关的故障可通过向不相关的故障状态中的每个分配确定性来解决。例如,被形成为可能的故障结果的故障状态可通过不可避免的故障结果而排除。例如,过低的热水质量流可为不可避免的故障结果,而过高的热水质量流可为可能的故障结果。过高的热水质量流可基于其为可能的故障结果而排除。
一旦确定该故障对该建筑物自动化系统和/或与该建筑物自动化系统相关联的设备的多个影响,则该计算装置可发出警告,该警告包括故障对该建筑物自动化系统和/或对与该建筑物自动化系统相关联的设备的影响。例如,用户(比如,工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员)可接收警告(例如,在用户的移动装置处),该警告包括故障对该建筑物自动化系统和/或对与该建筑物自动化系统相关联的设备的影响。
用户可以按许多方式使用包括故障的影响的警告。在一些实施方式中,用户可制定与该建筑物自动化系统相关联的设备的维护计划和/或基于故障的影响的严重性,使维护动作优先。在一些实施方式中,用户可基于包括该区域是否当前被加热或冷却,维护是否在该区域发生的因素,和/或其他因素而研究区域居住计划制定。在一些实施方式中,用户可研究区域的居民舒适设定。
该计算装置的用户界面(例如,结合图1而在前面描述的用户界面111)可显示故障输出(例如,结合图1而在前面描述的故障输出112),该输出可包括故障对该建筑物自动化系统的多个影响和/或该故障的多个根本原因。例如,该计算装置可包括故障输出的显示,该显示包括与可能受该故障影响的该建筑物自动化系统的设备相关联的传感器的当前和/或故障相关的测量结果(例如,温度、压强、质量流、设定点等);在具体时间段(例如,经历的分钟、小时、数个小时、天、月等)的传感器测量结果的趋势。可对该故障输出的显示进行实时更新。
图3为根据本公开的一个或多个实施方式的建筑物自动化系统中的故障传播的计算装置的示意性方框图。如图3中所示,该计算装置可包括处理器332、存储器334和用户界面311。
该存储器334可为可由处理器332访问以执行本公开的各种示例的任何类型的存储介质。例如,该存储器334可为非暂时性计算机可读介质,该介质具有存储于其上的计算机可读指令(例如,计算机程序指令),该指令可由处理器332执行,以用于根据本公开的建筑物自动化系统中的故障传播。
该存储器334可为易失性或非易失性存储器。该存储器334还可为可移除(例如,便携式)存储器,或非可移除(例如,内部)存储器。例如,该存储器334除了其他类型的存储器之外可为随机存取存储器(RAM)(例如,动态随机存取存储器(DRAM)和相变随机存取存储器(PCRAM)),只读存储器(ROM)(例如,电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或致密盘只读存储器(CD-ROM)),闪存,激光盘,数字通用盘(DVD)或其他的光存储器,和/或磁性介质(比如,磁带盒,磁带或磁盘)。
另外,虽然存储器334被图示为位于计算装置310内,但是本公开的实施方式并非如此限制。例如,存储器334还可位于另外的计算资源(例如,使计算机可读指令能够通过互联网、或其他的有线或无线连接而被下载)的内部。
如图3中所示,计算装置310包括用户界面311。计算装置310的用户(例如,操作人员(比如工程师、建筑物管理人员、或其他的服务人员))可经由用户界面311与计算装置310交互。例如,用户界面311可向计算装置310的用户提供(例如,显示和/或呈现)信息,和/或接收来自计算装置310的用户(例如,通过输入)的信息。例如,在一些实施方式中,用户界面311可为图形用户界面(GUI),该图形用户界面可包括显示器(例如,屏),该显示器可向计算装置310的用户提供信息和/或接收来自计算装置310的用户的信息。该显示器可为例如,触摸屏(例如,该GUI可包括触摸屏能力)。可替代地,该显示器可包括与计算装置310连接并且被配置成从计算装置310接收视频信号输出的电视、计算机监视器、移动装置屏、或其他类型的显示装置。
作为附加的示例,用户界面311可包括用户可使用以将信息输入到计算装置310中的键盘和/或鼠标。然而,本公开的实施方式不限于用户界面的(多种)特殊类型。
虽然已在本文对具体的实施方式进行了图示和描述,但是本领域的技术人员将认识到,经计算而实现相同技术的任何布置可代替所示出的具体实施方式。本公开旨于涵盖本公开的各种实施方式的任何以及全部的适应或变化。
应理解到,上面的描述已被以说明性的方式,而不是限制性的方式做出。上述的实施方式的组合,以及本文没有具体描述的其他实施方式对于本领域的技术人员在回顾上面的描述时将是显而易见的。
本公开的各种实施方式的范围包括其中使用上面的结构和方法的任何其他应用。因此,本公开的各种实施方式的范围应当参考所附的权利要求,连同这种权利要求所赋予的等同方案的全部范围一起确定。
在前面的具体实施方式中,各种特征被一起分组在附图中图示的示例实施方式中,以用于简化本公开的目的。公开的该方法不将被解释为反映了本公开的实施方式要求的特征多于每项权利要求中明确记载的特征的意图。
更确切地,如下面的权利要求所反映的那样,本发明主题存在于的特征少于单个公开的实施方式中的全部特征。因此,下面的权利要求由此并入到具体实施方式中,其中每项权利要求本身作为单独的实施方式。
Claims (10)
1.一种用于建筑物自动化系统(102)中的故障传播的计算装置(110,310),该计算装置包括:
存储器(334);
处理器(332),该处理器(332)被配置成执行存储在存储器(334)中的可执行指令以用于:
接收与建筑物自动化系统(102)中发生的故障相关联的输入;
使用针对建筑物自动化系统(102)的故障规则(104)以及与建筑物自动化系统(102)相关联的建筑物信息模型(106)中的因果关系(108),执行该故障的故障传播;以及
使用该故障的故障传播,生成关于建筑物自动化系统(102)的故障输出(112)。
2.根据权利要求1所述的计算装置,其中,该故障输出(112)包括该故障对建筑物自动化系统(102)的影响。
3.根据权利要求1所述的计算装置,其中,该故障输出(112)包括该故障的根本原因。
4.根据权利要求1所述的计算装置,其中,该因果关系(108)限定与建筑物自动化系统(102)相关联的系统变量和设备之间的关系。
5.根据权利要求1所述的计算装置,其中,该故障规则(104)限定与建筑物自动化系统(102)相关联的系统变量和设备中间的故障的传播路径。
6.根据权利要求1所述的计算装置,其中,该处理器(332)被配置成执行指令以发送包括故障输出(112)的警告。
7.根据权利要求1所述的计算装置,其中,与该故障相关联的输入包括从用户接收的建筑物自动化系统(102)中发生的异常行为的观察。
8.根据权利要求1所述的计算装置,其中,与该故障相关联的输入包括从建筑物自动化系统(102)接收的建筑物自动化系统(102)中发生的异常行为的观察。
9.根据权利要求1所述的计算装置,其中,与该故障相关联的输入包括从用户接收的与建筑物自动化系统(102)相关联的设备的故障。
10.根据权利要求1所述的计算装置,其中,与该故障相关联的输入包括以下各项中的至少一个:
从建筑物自动化系统(102)接收的与建筑物自动化系统(102)相关联的设备的故障;
从建筑物自动化系统(102)接收的与建筑物自动化系统(102)相关联的系统变量的故障。
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